PEK (Polyetherketon) Überblick

PEK gehört zur Gruppe der Polyetherketon-Polymere, zu denen auch PEEK gehört. Im Vergleich zu den beiden letztgenannten Materialien bietet PEK in mehreren Bereichen ein höheres Leistungsniveau, z. B. Festigkeit bei höheren Temperaturen und eine höhere Verschleißfestigkeit bei dynamischen Belastungen.

Der Kunststoff PEK wird von Victrex® PLC hergestellt. unter der Marke Victrex HT und ist in zwei Viskositäten erhältlich, High Flow G-22 und Low Flow G-45.

Wie alle Polyetherketon-Polymere weist auch PEK HT eine ausgezeichnete Langzeitbeständigkeit gegen eine Vielzahl aggressiver Chemikalien auf. Aufgrund des einzigartigen Verhältnisses von Ether zu Keton in der Polymerstruktur ist PEEK jedoch am widerstandsfähigsten gegenüber einem breiten Spektrum von Chemikalien.

PEK Leistungsprofil

Eine wichtige Eigenschaft von PEK HT im Vergleich zu traditionellem PEEK ist seine höhere Temperaturbeständigkeit. Die höhere thermische Belastbarkeit, die es Anwendungen im Einsatz bietet, zeigt sich in seiner Glasübergangstemperatur von 160°C (320°F), einer Leistungssteigerung im Vergleich zu typischen unverstärkten PEEK-basierten Polymeren.

Als teilkristalliner Hochleistungsthermoplast bietet PEK HT eine höhere Beständigkeit gegen Kriechen und Verformung unter Belastung als herkömmliches unverstärktes PEEK. Außerdem behält es seine höhere Zugfestigkeit und sein höheres Biegemodul bei 30°C (54°F) über die Grenzen von Standard-PEEK hinaus bei.

Die höhere Festigkeit und Belastbarkeit von PEK HT bei höheren Temperaturen in Verbindung mit der inhärenten Beständigkeit gegen viele Chemikalien machen es für eine Vielzahl von Anwendungen zu einer Alternative zu herkömmlichem PEEK. Obwohl der Kriechmodul von PEK HT und PEEK bei Raumtemperatur vergleichbar ist, ist der Kriechmodul von PEK HT Polymer bei einer Temperatur von 150°C (302°F) mehr als doppelt so hoch wie der von herkömmlichem, unverstärktem PEEK. Daher kann PEK HT in der Praxis höheren Belastungen bei höheren Temperaturen standhalten, ohne dass es zu dauerhaften Verformungen kommt.

Die Ermüdungsbeständigkeit ist eine weitere Eigenschaft von PEK HT, die in der Eigenschaftskarte höher eingestuft wird als die von PEEK. Dies ist eine Folge der teilkristallinen Molekularstruktur des PEK-Polymers. Dies ist auch ein Vorteil für Anwendungen, bei denen die Ermüdungsfestigkeit bei hohen Belastungen eine wichtige Anforderung ist.

Mit einer bis zu dreimal höheren Verschleißfestigkeit als herkömmliches PEEK bietet PEK HT auch eine längere Lebensdauer für bewegliche Teile und Komponenten unter dynamischer Belastung. Druckscheiben-Tests, die in den Einrichtungen von Victrex unter verschiedenen PV-Bedingungen durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass PEK HT nur 33% des Verschleißes des Standard-PEEK-Typs Victrex 450G des Lieferanten aufweist. PEK HT zeigte auch unter allen anderen Lager- und Verschleißtestbedingungen eine durchgängig niedrigere spezifische Verschleißrate als die traditionelle unverstärkte PEEK-Sorte.

Seine Hydrolysebeständigkeit macht PEK HT zu einer guten Wahl für Komponenten in Lebensmittelverarbeitungsanlagen, die häufig und gründlich mit Hochdruckdampf gereinigt werden müssen. Diese Eigenschaft spricht auch für den Einsatz in medizinischen Anwendungen, die eine Sterilisation im Autoklaven erfordern. Zu den weiteren bemerkenswerten Eigenschaften gehören die geringe Entflammbarkeit und Rauchentwicklung, was für Komponenten in der Luft- und Raumfahrt von Vorteil ist.

Typische PEK-Anwendungen

Die Beibehaltung der strukturellen Festigkeit bei hohen Temperaturen, die elektrischen und thermischen Eigenschaften sowie die Chemikalien- und Verschleißbeständigkeit machen PEK zu einem Hochleistungswerkstoff für stark beanspruchte Komponenten in einer breiten Palette von Anwendungen.

Bei Bohrlochausrüstungen in der Öl- und Gasindustrie können sie unter anderem für Stützringe, Ventilsitze, Dichtungen und elektrische Isolatoren verwendet werden. PEK kann auch für Anschlüsse in elektrischen Tauchpumpen (ESPs) verwendet werden, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck (HTHP) im Bohrloch arbeiten. Seine Festigkeit und Steifigkeit bei hohen Temperaturen verhindert auch Verformungen durch hydrostatischen Druck in dünnwandigen Schottdichtungen.

Beständigkeit gegen Hochdruckdampf und heiße Desinfektionsmittel sowie FDA-Konformität sind weitere Vorteile, die PEK für Komponenten in der Lebensmittel- und Pharmaproduktion bietet. Seine Verschleißfestigkeit verlängert auch die Lebensdauer und die Austauschzyklen für bewegliche Teile und dynamisch tragende Komponenten. PEK verfügt auch über elektrische und thermische Isolationseigenschaften, die es für Wärmetauscherkomponenten und elektrische Anwendungen, z.B. in Unterwasser-Explorationsgeräten, geeignet machen.

PEK Kunststoffe und halbfertige Produkte

Victrex HT G45 und HT G22 sind die am häufigsten verwendeten HT PEK Kunststoffe. HT G22 ist ein hochfließfähiger Kunststoff, der häufig für das Spritzgegießen verwendet wird. Drake Plastics extrudiert halbfertige Halbzeuge aus Victrex HT G45 PEK. Die höhere Viskosität von G45 ermöglicht die Herstellung großer Querschnitte während der Schmelzverarbeitung und das höhere Molekulargewicht dieser Sorte bietet eine verbesserte Zähigkeit und Festigkeit. Extrudierte HT PEK-Stäbe und -Platten aus unverstärktem G45 Kunststoff sind bei Drake erhältlich. Zu den Spezialtypen, die Drake auf Anfrage herstellt, gehören glas- und kohlefaserverstärktes HT G45 GL30 und HT G45 CA30 sowie PEKEKK, ein mit PEK verwandtes Polyketon, das unter dem Markennamen Victrex® ST™ Polymer angeboten wird.

PEK-Halbzeuge werden auch von Greene, Tweed Co. unter ihrer Marke Arlon® 2000 angeboten.